ГИРОКОМПАС
механич.
указатель направления истинного (географического) меридиана, предназначенный
для определения курса объекта, а также азимута (пеленга) ориентируемого
направления. Преимущества Г. по сравнению с магнитным компасом состоят
в том, что он указывает направление географического (а не магнитного) меридиана,
что на его показания существенно меньше, чем на магнитный компас, влияют
перемещающиеся металлич. массы (железо, сталь) и электромагнитные поля
и что его точность в условиях маневрирования и колебаний объекта значительно
выше. Принцип действия Г. основан на использовании свойств гироскопа и
суточного вращения Земли; его идея была предложена франц. учёным Л. Фуко.
Гирокомпас Фуко представляет
собой двухстепенной астатич. гироскоп, ось к-рого перемещается в плоскости
горизонта и благодаря возникающему из-за вращения Земли гироскопич. моменту
стремится совместиться с плоскостью меридиана. Г. Фуко не нашёл применения
на подвижных объектах, подверженных колебаниям, но его идея была использована
при разработке нек-рых образцов наземных Г.
На подвижных объектах широко
применяются одно- и двухроторные Г., основанные на использовании трёхсте-пенных
гироскопов.
В однороторном мореходном
Г. используется трёхстепенной гироскоп, центр тяжести к-рого смещён в его
экваториальной плоскости ниже точки подвеса, т. е. позиционный гироскоп.
В зависимости от способа создания маятникового эффекта различают Г. с маятником,
Г. с ртутными сосудами, Г. с косвенной коррекцией. В Г. с маятником (рис.
1) ротор / заключён в гирокамеру 2, к нижней части к-рой подвешен груз
3. Гирока-мера установлена в наружном кардано-вом кольце (на рис. не показано),
ось вращения к-рого расположена вертикально. Когда ось AB ротора не находится
в плоскости меридиана (отклонена на Восток или на Запад), она, стремясь
в соответствии со свойствами трёхстепенного гироскопа сохранять своё направление
по отношению к звёздам, будет вследствие вращения Земли отклоняться от
плоскости горизонта (напр., её конец В, если он отклонён к Востоку, будет
приподниматься, как бы следя за восхождением звёзд). Вместе с осью AB будет
отклоняться и гирокамера 2 с грузом 3 относительно плоскости горизонта.
В результате относительно точки подвеса возникнет момент силы тяжести,
к-рый вызовет прецессионное движение оси AB к плоскости меридиана. В своём
движении ось AB "проскочит" плоскость меридиана и тогда под действием момента
силы тяжести она начнёт прецессировать в обратном направлении и т. д. После
погашения этих колебаний спец. демпфером ось AB устанавливается в плоскости
меридиана.
Рис. 1. Принципиальная схема
чувствительного элемента однороторного гирокомпаса с маятником: 1 - ротор;
2 - гирокамера; 3 - груз.
В Г. с ртутными сосудами
(рис. 2) ротор 1 и гирокамера 2 отбалансированы так, что их общий центр
тяжести совмещён с точкой подвеса. С гирокамерой связана система сообщающихся
сосудов 3, частично заполненных ртутью. К правому сосуду прикреплена т.
н. лапа 5, связывающая сосуды с гирокам-ерой. При отклонении оси гироскопа
от плоскости горизонта избыток ртути в одном из сосудов обусловливает приложение
к гироскопу момента силы тяжести, аналогичного соответствующему моменту
в Г. с маятником.
Рис. 2. Принципиальная схема
чувствительного элемента одно-роторного гирокомпаса с ртутными сосудами:
1 - ротор; 2 - гирокамера; 3 - сосуды с ртутью; 4 - соединительная трубка;
5 - лапа.
В Г. с косвенной коррекцией
используется трёхстепенной астатич. гироскоп, на гирокамере к-рого установлен
маятник (акселерометр), фиксирующий угол отклонения оси гироскопа от плоскости
горизонта. На основании информации об этом угле в приборе формируются сигналы
моментов коррекции, к-рые прикладываются к гироскопу с помощью соответствующих
датчиков моментов, установленных на осях карданова подвеса гироскопа. Подобные
приборы могут также работать в режиме гироскопа направления.
Из однороторных Г. применяются
в основном Г. с ртутными сосудами.
Двухроторный Г. Чувствит.
элемент этого Г. (рис. 3) - гиросфера, или поплавок, представляет собой
полую сферу 1. В гиросфере помещены гироскопы 2 и 3, гидравлич. успокоитель
для погашения собств. колебаний и др. элементы. Оси собств. вращения гироскопов
2 и 3 расположены горизонтально, а оси прецессии - вертикально и связаны
с шарнирным механизмом спарником 4, к-рый соединён пружинами 5 с корпусом
гиросферы. В исходном положении (при невращающихся роторах) оси гироскопов
составляют с направлением NS гиросферы равные углы е = 45°. Центр тяжести
гиросферы находится на её вертикальной оси ниже её геометрич. центра, что
обеспечивает, как и в одно-роторном Г., необходимый маятниковый момент.
Гиросфера помещена в жидкость и поэтому в подвесе имеет место лишь вязкое
трение. Для обеспечения невоз-мущаемости Г. ускорениями объекта параметры
системы подбирают так, чтобы период прецессионных колебаний гиро-сферы
при отсутствии затухания составлял 84,4 мин. Наличие в Г. двух гироскопов
существенно снижает погрешности прибора при качке корабля. Погрешности
Г. при прямом курсе и постоянной скорости хода корабля не превышают неск.
десятых долей градуса. Г. весьма широко распространены на кораблях мор.
флота.
Рис. 3. Принципиальная схема
Разновидность Г.- гирогоризонт-компас,
чувствительного элемента двухро-торного гирокомпаса. NS и WE - направления
север - юг и восток - запад; H1, H
предназначенный для определения курса корабля и углов отклонения его относительно
плоскости горизонта. А. Ю. Ишлинский, С. С. Ривкин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я